RU2072013C1

RU2072013C1 - Waste water recovery system for textile washing machines

Info

Publication number: RU2072013C1
Application number: RU93035751A
Authority: RU
Inventors: М.Н. Герасимов; А.Ю. Павлов; В.В. Козлов; Л.А. Гарцева
Original assignee: Ивановская государственная текстильная академия
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: waste water purification. SUBSTANCE: system has a waste drainage processing circuit communicating with process bath with working solution containing electrical heating element to maintain required washing temperature. Circuit includes a preparatory unit made in the form of continuous-purification filter connected to accumulating unit for nonpurified drains which is linked with chemical-treatment unit made as ozonator communicating through a pipeline with ozone distributor in storage tank. The latter is bound through a high-pressure pump and a pipeline to ultrafiltration purification unit constituting an assembly of polymer tubular membrane members connected through permeate pipeline with process bath and through nonpurified waste water pipeline with storage tank. EFFECT: improved design. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к отделочному производству текстильной промышленности, в частности к устройствам сбережения материальных и энергических ресурсов в машинах для промывки текстильных материалов. The invention relates to finishing production of the textile industry, in particular to devices for saving material and energy resources in machines for washing textile materials.

Существующее оборудование для промывки тканей, предусматривающее последовательную промывку большим количеством холодной проточной воды либо горячей водой с непрерывным сливом загрязненных сточных вод в канализацию и представляет собой технологическую ванну с рабочим раствором и перекатные ролики для ткани [1]
Недостатками существующего оборудования являются:
высокие удельные расходы воды и рабочих растворов, порядка 20-58 л/кг ткани [2] в процессах промывки текстильного материала. При осуществлении промывки тканей высокая загрязненность промывных вод приводит к снижению белизны тканей и чистоты промывки, что является препятствием к повторному использованию отработанных сточных вод;
безвозвратная потеря при сбросе сточных вод тепловой энергии, за счет чего тепловой КПД оборудования для промывки составляет η_{оборуд.}≅0,05 [2]
загрязнение окружающей среды вредными веществами, содержащимися в сточных водах при промывке тканей и направление их на общий сток предприятия.The existing equipment for washing fabrics, which provides for sequential washing with large quantities of cold running water or hot water with a continuous discharge of contaminated wastewater into the sewer and is a technological bath with a working solution and roll rollers for fabric [1]
The disadvantages of existing equipment are:
high specific consumption of water and working solutions, about 20-58 l / kg of fabric [2] in the washing process of textile material. During the washing of fabrics, the high contamination of the washings leads to a decrease in the whiteness of the fabrics and the cleanliness of the washings, which is an obstacle to the reuse of wastewater;
irretrievable loss of thermal energy during waste water discharge, due to which the thermal efficiency of the washing equipment is η _equipment. ≅0.05 [2]
environmental pollution with harmful substances contained in wastewater during washing of fabrics and their direction to the general stock of the enterprise.

За прототип принята система ресурсосбережения для текстильных промывных машин, состоящая из двух контуров обработки стоков, соединенных с технологической ванной. Первый контур содержит подготовительный узел в виде фильтра непрерывной очистки, соединенного посредством насоса высокого давления и трубопровода с узлом химической обработки в виде соединенных друг с другом трубопроводом генератора окислителя и сатуратора повышенного давления. Сатуратор содержит мешалки, вращаемые электродвигателем, и сообщается с технологической ванной трубопроводами, причем верхний трубопровод имеет условный проход меньше нижнего и снабжен местным резким сужением в зоне сатуратора. Второй контур содержит рекуператор энергии, соединенный с технологической ванной посредством двух трубопроводов. Сточный карман рекуператора соединен с шламоудалителем фильтра непрерывной очистки трубопроводом или каналом [3] Загрязненную промывную воду насос из технологической ванны прогоняет через фильтр, где из нее отделяется шлам, состоящий из волокон, нитей, слизи и силикатов, и вводит ее по трубопроводу в сатуратор, где поддерживается избыточное давление 4 кгс/мм². По трубопроводу в сатуратор одновременно подается газообразный окислитель из генератора озона.As a prototype, a resource-saving system for textile washing machines was adopted, consisting of two wastewater treatment circuits connected to a process bath. The first circuit contains a preparation unit in the form of a continuous filter, connected by means of a high pressure pump and a pipeline to a chemical treatment unit in the form of an oxidizer generator and an increased pressure saturator connected to each other by a pipeline. The saturator contains agitators rotated by an electric motor and communicates with the process tub by pipelines, the upper pipeline having a conditional passage smaller than the lower one and provided with a sharp local narrowing in the zone of the saturator. The second circuit contains an energy recuperator connected to the process bath through two pipelines. The recuperator’s sewage pocket is connected to the continuous filter sludge eliminator by a pipe or channel [3] A pump rinses the contaminated washing water from the process bath through a filter, where sludge consisting of fibers, threads, mucus and silicates is separated from it and introduces it through the pipe into the saturator, where an overpressure of 4 kgf / mm ^{2 is} maintained. A gaseous oxidizer from the ozone generator is simultaneously fed through the pipeline to the saturator.

В сатураторе вращаются мешалки, создающие водогазовую эмульсию, в которой газ мелко диспергирован в воде. Благодаря этому, а также большому с растворенными в воде веществами и обеспечивает их. Обесцвеченная вода по трубопроводу непрерывно подается в технологическую ванну. Генератор окислителя представляет собой электрический аппарат коронарного разряда, например озонатор, питающийся сжатым воздухом. Agitators rotate in the saturator, creating a water-gas emulsion in which the gas is finely dispersed in water. Due to this, as well as large with substances dissolved in water and provides them. Discolored water is piped continuously to the process bath. The oxidizer generator is an electric coronary discharge apparatus, for example, an ozonizer powered by compressed air.

За счет постоянного обесцвечивания стоков расход свежей воды по расчету можно сократить с 6 до 3 м³/ч. Эти 3 м³/ч поступают через рекуператор. Поскольку система замкнута, точно такое же количество воды через сточный карман проходит в рекуператор, где отдает тепло свежей воде и через карман по каналу выливается в шламоудалитель.Due to the permanent bleaching of the effluents, the consumption of fresh water can be reduced from 6 to 3 m ³ / h. These 3 m ³ / h enter through the recuperator. Since the system is closed, exactly the same amount of water passes through the sewage pocket to the recuperator, where it gives off heat to fresh water and is poured through the channel into the sludge disposal channel.

Cистема не требует особых условий и периодической регенерации, работает в том же режиме, что и технологическая ванна. The system does not require special conditions and periodic regeneration, works in the same mode as the process bath.

Недостатками прототипа являются высокие удельные расходы сточных вод на выходе системы ресурсосбережения (порядка 10-30 л/кг ткани). Хотя в результате из системы ресурсосбережения выходит вдвое меньшее количество сточных вод, чем без нее, что позволяет использовать повторно лишь ограниченную часть сточных вод, но и в этом показатель расхода промывных вод остается достаточно высоким. The disadvantages of the prototype are the high specific costs of wastewater at the output of the resource saving system (about 10-30 l / kg of fabric). Although the result of the resource-saving system is half the amount of wastewater than without it, which allows you to reuse only a limited part of the wastewater, but in this case, the rate of flushing water remains quite high.

Хотя система ресурсосбережения, с одной стороны, обеспечивает обесцвечивание наиболее загрязенной части сточных вод и уменьшает почти на последующие стадии очистки сточных вод и улучшает протекание процессов биодеструкции и адсорбции, но с другой стороны не позволяет эффективно извлекать красители (в частности, дисперсионные) в виде концентрата или текстильно-вспомогательных веществ (переходящие в пермеат) для повторного использования в процессах промывки текстильного материала. Although the resource-saving system, on the one hand, provides the bleaching of the most polluted part of wastewater and reduces almost to the subsequent stages of wastewater treatment and improves the course of biodegradation and adsorption, on the other hand it does not allow the efficient extraction of dyes (in particular, dispersion ones) in the form of a concentrate or textile auxiliary substances (passing into permeate) for reuse in washing processes of textile material.

Утилизация тепловой энергии сточных вод в системе ресурсосбережения недостаточна, т. к. горячие сточные воды с температурой 80-85•C, и общий тепловой КПД оборудования для промывки текстильного материала составляет ≅0,22. Utilization of thermal energy of wastewater in the resource-saving system is insufficient, because hot wastewater with a temperature of 80-85 • C, and the total thermal efficiency of equipment for washing textile material is ≅0.22.

Невозможность отделения из промывных вод загрязняющих веществ и текстильно-вспомогательных веществ (ТВВ), содержащихся в сточных водах, и невозможность направления их в общий сток или на очистные сооружения приводит к загрязнению окружающей среды канцерогенными веществами. The inability to separate pollutants and textile auxiliary substances (TWA) from wastewater contained in wastewater, and the inability to direct them to a general sewage or treatment plant leads to environmental pollution with carcinogens.

Техническим результатом заявляемого изобретения является экономия воды и тепловой энергии при обработке и ликвидации выброса вредных включений в окружающую среду. The technical result of the claimed invention is to save water and thermal energy during processing and eliminating the emission of harmful inclusions into the environment.

Cущность изобретения заключается в том, что в системе регенерации сточных вод для текстильных промывных машин, содержащей контур обработки сточных вод, соединенный с технологической ванной и включающий подготовительный узел и узел химической обработки, контур обработки отработанных сточных вод дополнительно содержит узел ультрафильтрационной очистки, выполненный в виде блока полимерных мембранных элементов, соединенный с технологической ванной трубопроводом, подающим пермеат, и с узлом химической обработки - трубопроводом для неочищенных сточных вод. The essence of the invention lies in the fact that in the wastewater recovery system for textile washing machines containing a wastewater treatment circuit connected to the process bath and including a preparatory unit and a chemical treatment unit, the wastewater treatment circuit further comprises an ultrafiltration treatment unit made in the form a block of polymer membrane elements connected to the process bath with a permeate feed pipe and with a chemical treatment unit - a pipe for the night clean wastewater.

Технический результат достигается благодаря отделению от сточных вод незагрязненной воды при прохождении через малоразмерные пары мембранных элементов и благодаря концентрированию неочищенных стоков с периодическим направлением их для дальнейшей химической переработки. The technical result is achieved by separating uncontaminated water from wastewater when passing through small-sized pairs of membrane elements and by concentrating untreated wastewater with a periodic direction for further chemical processing.

Экономия воды и тепловой энергии происходит за счет неоднократного использования очищенных промывных вод в технологическом процессе. The saving of water and thermal energy occurs due to the repeated use of purified wash water in the process.

Кроме того, сохранение тепловой энергии от отработанных рабочих растворов осуществляется без специального теплообменного оборудования. In addition, the conservation of thermal energy from the spent working solutions is carried out without special heat exchange equipment.

На чертеже схематично изображена предлагаемая система регенерации сточных вод для текстильных промывных машин. The drawing schematically shows the proposed wastewater recovery system for textile washing machines.

Система состоит из контура 1 обработки отработанных стоков, соединенного с технологической ванной 2 с рабочим раствором, включающей ТЭН 3 для поддержания необходимой температуры промывки, и перекатные ролики 4 с проходящей по ним тканью. Контур 1 содержит подготовительный узел, выполненный в виде фильтра непрерывной очистки 5, соединенного с баком-накопителем для неочищенных стоков 6, который соединен с узлом химической обработки, выполненным в виде озонатора 7, соединенного трубопроводом с распределителем озона 8 в баке-накопителе 6. Бак-накопитель 6 для неочищенных стоков соединен посредством насоса 9 высокого давления и трубопровода 10 с узлом ультрафильтрационной очистки 11, выполненным в виде блока полимерных трубчатых мембранных элементов, соединенных трубопроводом 12 для пермеата с технологической ванной 2 и трубопроводом 13 для неочищенных сточных вод с баком-накопителем 6. Бак-накопитель 6 содержит сток 14 для периодического слива концентрированных загрязнений и их дальнейшей химической переработки. The system consists of a waste water treatment circuit 1 connected to a process bath 2 with a working solution, including a heating element 3 to maintain the required washing temperature, and roll rollers 4 with a fabric passing through them. Circuit 1 contains a preparation unit made in the form of a continuous filter 5 connected to a storage tank for raw sewage 6, which is connected to a chemical treatment unit made in the form of an ozonizer 7, connected by a pipeline to an ozone distributor 8 in a storage tank 6. Tank the drive 6 for untreated wastewater is connected by means of a high pressure pump 9 and a pipe 10 with an ultrafiltration treatment unit 11, made in the form of a block of polymer tubular membrane elements connected by a pipe 12 for permeate with a process bath 2 and a pipe 13 for untreated wastewater with a storage tank 6. Storage tank 6 contains a drain 14 for periodic discharge of concentrated contaminants and their further chemical processing.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

При промывке ткань по перекатным роликам 4 поступает в технологическую ванну 2 с рабочим раствором, оборудованную ТЭНом 3. Загрязненный рабочий раствор направляется в контур 1 очистки сточных вод через фильтр непрерывной очистки 5, где происходит отделение волокон, нитей и других крупных механических примесей, и поступает по трубопроводу в бак-накопитель 6, исключающий сброс в окружающую среду отработанных сточных вод. Бак-накопитель 6 предназначен для сбора концентрированного раствора химических компонентов и загрязнений и периодического направления их через сток 14 на дальнейшую химическую переработку. Для получения эффекта озонирования (в данном случае обесцвечивания) и коагуляции примесей в сточных водах сжатый воздух или кислород подается в озонатор 7, где под действием коронарного разряда происходит его превращение в озон, который по трубопроводу через распределитель 8 направляется для насыщения им отработанных сточных вод до концентрации 3-5 мг/л. Благодаря этому создается водогазовая эмульсия, в которой газ мелко диспергирован в воде, и окислитель реагирует с растворенными и нерастворимыми в воде компонентами и загрязнениями и обеспечивает их. Окисленные и обесцвеченные озоном промывные воды по трубопроводу 10 через насос 9, необходимый для поддержания избыточного давления 0,2 0,5 мПа в узле ультрафильтрационной очистки, подаются на трубчатые ультрафильтрационные мембранные элементы, например полисульфонамидные или фторолоновые, при скорости течения раствора под мембраной 3-6 м/с, где происходит отделение на молекулярном уровне воды и технологических компонентов, образующих пермеат, от загрязненной части сточных вод. Неочищенные сточные воды направляются обратно в бак-накопитель 6 по трубопроводу 13 для концентрирования и повторного направления на очистку, а при достижении определенной концентрации производится слив сниженной массы для дальнейшей переработки, например для отделения красителей. Полученный пермеат по трубопроводу 12 поступает в технологическую ванну, где используется в качестве технологической воды. При холодных промывках происходит добавление свежей воды равной по количеству безвозвратной части технологической воды, а при горячих промывках по замкнутому циклу водоснабжения, кроме этого происходит догрев поступающего пермеата, имеющего температуру на 5-10^oC ниже температур, рекомендуемых регламентированным технологическим режимом, непосредственно в технологической ванне.When washing the fabric along the roll rollers 4, it enters the technological bath 2 with a working solution equipped with a heating element 3. The contaminated working solution is sent to the wastewater treatment circuit 1 through a continuous filter 5, where the fibers, threads and other large mechanical impurities are separated, and through the pipeline to the storage tank 6, eliminating the discharge into the environment of waste wastewater. Storage tank 6 is designed to collect a concentrated solution of chemical components and contaminants and periodically send them through drain 14 for further chemical processing. To obtain the effect of ozonation (in this case, bleaching) and coagulation of impurities in wastewater, compressed air or oxygen is supplied to ozonizer 7, where, under the influence of a coronary discharge, it is converted into ozone, which is piped through a distributor 8 to saturate the wastewater to concentrations of 3-5 mg / l. Due to this, a gas-water emulsion is created in which the gas is finely dispersed in water, and the oxidizing agent reacts with and provides components dissolved and insoluble in water. The wash water oxidized and bleached with ozone through pipeline 10 through pump 9, which is necessary to maintain an overpressure of 0.2 0.5 MPa in the ultrafiltration unit, is fed to tubular ultrafiltration membrane elements, for example polysulfonamide or fluorolone, at a flow rate of the solution under the 3- 6 m / s, where there is a separation at the molecular level of water and technological components that form permeate from the contaminated part of wastewater. The untreated wastewater is sent back to the storage tank 6 through a pipe 13 for concentration and re-direction for treatment, and when a certain concentration is reached, the reduced mass is drained for further processing, for example, to separate the dyes. The resulting permeate through a pipe 12 enters the process bath, where it is used as process water. During cold rinses, fresh water is added equal to the amount of irrevocable part of the process water, and during hot rinses in a closed water supply cycle, in addition, the incoming permeate is heated, which has a temperature of 5-10 ^o C lower than the temperatures recommended by the regulated technological mode, directly in the technological bathtub.

Качественные показатели и расход воды, используемой в процессе промывки приведены в таблице. Quality indicators and the flow rate of water used in the washing process are shown in the table.

В таблице представлены показатели качества очищенной воды и результаты ее использования в технологическом процессе крашения и промывки. The table shows the quality indicators of purified water and the results of its use in the technological process of dyeing and washing.

Claims

A wastewater recovery system for textile washing machines, comprising a preparatory unit connected to the process bath and a chemical treatment unit, characterized in that it is equipped with an ultrafiltration treatment unit made in the form of a block of polymer membrane elements connected by a treated wastewater supply pipe to a chemical treatment unit and permeate drain pipe with process bath.